实验三　探究两个互成角度的力的合成规律 练习-2024年高考物理一轮复习

实验三　探究两个互成角度的力的合成规律 1．如图甲所示是“探究力的平行四边形定则”的实验，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳套的结点，OB和OC为细绳套．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图． 甲 乙 (1) 图乙中的F与F′两力中，方向沿AO方向的是________． (2) 下列实验要求中不需要的是________．(请填写选项前对应的字母) A．两个弹簧测力计的夹角应适当大些 B．弹簧测力计应在使用前校零 C．拉线方向应与木板平面平行 D．改变拉力，进行多次实验，应使每次O点在同一位置 2．(2022·广东模拟)在“验证力的平行四边形定则”实验中，有木板、白纸、图钉、橡皮条、细绳套和一个弹簧测力计． 甲 乙 丙 (1) 为做实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数．他通过实验得到如图甲所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图像，由此图像求得该弹簧的劲度系数k＝________N/m. (2) 某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图乙所示，其读数为________N；弹簧上的弹力值为2.50 N，请在图丙中画出这两个共点力的合力F合，由图得到F合＝________N． 3．某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将白纸固定在水平放置的木板上，橡皮条的A端用图钉固定在木板上，B端系上两根带有绳套的细绳． (1) 如图甲所示，用两个弹簧测力计通过细绳沿平行木板的不同方向同时拉橡皮条，将橡皮条的B端拉至某点O，记下O点位置和两细绳的方向，并读出两个拉力的大小分别为F1＝________N和 F2＝2.00 N. (2) 如图乙所示，撤去(1)中的拉力，只用一个弹簧测力计通过细绳沿平行木板的方向拉橡皮条，并再次将B端拉至O点．“再次将B端拉至O点”的目的是________________________；记下细绳的方向，并读出拉力的大小为 F＝2.20 N. (3) 如图丙所示，某同学以O点为作用点，用图示标度画出了力F的图示，请你画出力F1、F2的图示并按平行四边形定则画出合力F合． (4) 比较F合与F的关系，可验证． 甲 乙 丙 4．一位同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品在家中验证力的平行四边形定则． (1) 如图甲，在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶，记下水壶________时电子秤的示数F. 甲 乙 (2) 如图乙，将三细线L1、L2、L3的一端打结，另一端分别拴在电子秤的挂钩、墙钉A和水壶杯带上．水平拉开细线L1，在白纸上记下结点O的位置、____________和电子秤的示数F1. (3) 如图丙，将另一颗墙钉B钉在与O同一水平位置上，并将L1拴在其上．手握电子秤沿着(2)中L2的方向拉开细线L2，使______________和三根细线的方向与(2)中重合，记录电子秤的示数F2. 丙 (4) 在白纸上作出电子秤拉力F、F1、F2的图示，根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F′的图示，若______________，则平行四边形定则得到验证． 答案与解析 实验三　探究两个互成角度的力的合成规律 1. (1) F′　(2) D 2. (1) 55　(2) 1.90　略　3.30 解析：(1) 由F＝kx，得k＝N/m≈55 N/m. (2) 弹簧测力计读数为1.90 N；作图如图所示． 甲 量出经过两分力起点的对角线的长度，可计算出合力约为3.30 N. 3. (1) 1.80 (2) 使该拉力单独作用跟F1、F2共同作用效果相同 (3) 如图所示 解析：(1) 最小分度为1分度，可知F1＝1.80 N. (2) “再次将B端拉至O点”的目的是使该拉力单独作用跟F1、F2共同作用效果相同． (3) 作图见答案图． 4. (1) 静止　(2) 三细线的方向　(3) 结点O的位置 (4) F和F′在误差范围内重合 解析：(1) 要测量装满水的水壶的重力，需记下水壶静止时电子秤的示数F. (2) 需要记录分力的大小和方向，所以在白纸上记下结点O的位置的同时也应记录三细线的方向以及电子秤的示数F1. (3) 已经记录了一个分力的大小，还应记录另一个分力的大小，则结点O的位置不可变化，力的方向也都不可变化，所以应使结点O的位置和三根细线的方向与(2)中重合，记录电子秤的示数F2. (4) 根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F′的图示，若F和F′在误差范围内重合，则平行四边形定则得到验证． $$